涡轮式流量计、流量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种涡轮式流量计、流量计算方法，所述涡轮式流量计包括发光器、收光器、涡轮和处理器，所述涡轮包括涡轮轴和涡轮叶片；所述涡轮轴为透明材料；所述涡轮叶片中只有一个叶片的材料为不透明材料，其它叶片均为透明材料；所述发光器以及与该发光器对应的收光器的数量为2、3或4对，每对所述发光器及其对应的收光器相互对准地设于目标区域上且两者所形成的光路穿过所述涡轮轴，各对所述发光器及其对应的收光器在目标区域上均匀分布；每个所述发光器对应的收光器均与所述处理器电连接；每当该发光器对应的光路被遮挡时，该收光器发送一次脉冲信号至所述处理器。实施本发明专利技术能够提高涡轮式流量计测量流量的精度和可靠性。高涡轮式流量计测量流量的精度和可靠性。高涡轮式流量计测量流量的精度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
涡轮式流量计、流量计算方法


[0001]本专利技术涉及流量测量
，尤其涉及一种涡轮式流量计、流量计算方法。

技术介绍

[0002]由于我国空气污染严重、吸烟人群庞大以及人口老龄化等因素，慢性阻塞性肺疾病简称“慢阻肺”(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)高居我国疾病死因排名第3位。慢阻肺患者不仅需要院内治疗还需要医疗监护。一般来说，医用慢阻肺健康监护系统核心部件是呼气采集装置(即流量计)。在热敏式、差压式、超声波式与涡轮式四种流量计中，涡轮式流量计具有功耗低、可靠性高、成本低等优势，但劣势在于精度不够高。
[0003]涡轮式流量计是一种具备温度和压力补偿功能的速度式流量计量器具，其工作原理为：流动流体的动力驱使涡轮叶片旋转，其旋转速度与体积流量近似成比例，通过流量计的流体体积示值是以涡轮叶轮转数为基准的。通常，涡轮式流量计采用一对发光
‑
光敏二极管计数。当涡轮旋转时，每旋转超过180
°
可以被计数1次，涡轮旋转1圈计数2次。然而，当涡轮旋转角度小于180
°
时，不能够被检测到，这样就会造成测量的误差，导致流量测量的精度低。因此，如何提高涡轮式流量计的流量测量精度显得非常重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种涡轮式流量计、流量计算方法，能够提高涡轮式流量计测量流量的精度和可靠性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种涡轮式流量计，所述涡轮式流量计包括发光器、收光器、涡轮和处理器，所述涡轮包括涡轮轴和涡轮叶片；其中，
[0006]所述涡轮轴为透明材料；
[0007]所述涡轮叶片中只有一个叶片的材料为不透明材料，其它叶片均为透明材料；
[0008]所述发光器以及与该发光器对应的收光器的数量为2、3或4对，每对所述发光器及其对应的收光器相互对准地设于目标区域上且两者所形成的光路穿过所述涡轮轴，各对所述发光器及其对应的收光器在目标区域上均匀分布，其中，所述目标区域为所述涡轮式流量计的内壁区域，该内壁区域为圆环形状，所述涡轮轴的轴心线穿过所述圆环形状的圆心，且所述圆环形状位于所述涡轮轴的轴心线的径向方向上；
[0009]每个所述发光器对应的收光器均与所述处理器电连接；每当该发光器对应的光路被遮挡时，该收光器发送一次脉冲信号至所述处理器。
[0010]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述涡轮式流量计还包括遮光板，所述遮光板设置于所述发光器邻近其它所述发光器或所述收光器的两侧，用于遮挡所述发光器射向两侧的光。
[0011]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述目标区域的圆环半径小于1.5倍涡轮旋转半径，所述涡轮旋转半径为所述涡轮旋转时所述涡轮轴的垂直面上的旋转区域的最大半径。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，每个所述发光器与所述处理器电连接。
[0013]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述收光器发送脉冲信号的方式为TTL方式。
[0014]本专利技术第二方面公开了一种流量计算方法，所述流量计算方法基于本专利技术第一方面所述的涡轮式流量计，所述方法包括：
[0015]每当接收到所述脉冲信号时，所述处理器记录该脉冲信号的接收时间以及该脉冲信号对应的收光器，作为该脉冲信号的记录信息；
[0016]所述处理器根据接收到的所有脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮的旋转方向和所述涡轮的旋转圈数，并将所述涡轮的旋转圈数与所述涡轮的单圈流量值的乘积确定为所述被测流体流经所述涡轮的流量值；所述涡轮的单圈流量值为所述涡轮旋转一圈时穿过所述涡轮的流体的流量。
[0017]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述处理器根据接收到的所有脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮的旋转方向和所述涡轮的旋转圈数，包括：
[0018]所述处理器根据接收到的所有脉冲信号的所述记录信息获取最后两个脉冲信号对应的收光器，根据该两个脉冲信号对应的收光器确定所述涡轮遮挡的两条光路以及遮挡该两条光路的先后顺序，判断遮挡该两条光路的先后顺序是否符合预设遮挡顺序；当判断为符合时，确定所述涡轮的旋转方向为顺时针；当判断为不符合时，确定所述涡轮的旋转方向为逆时针；
[0019]所述处理器根据以下公式计算所述涡轮的旋转圈数：
[0020]N＝A/(2B+1)，
[0021]其中，N为所述涡轮的旋转圈数，A为接收到的所有脉冲信号的数量，B为所有所述发光器以及与该发光器对应的收光器的对数。
[0022]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述处理器根据接收到的所有脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮的旋转方向和所述涡轮的旋转圈数，包括：
[0023]所述处理器从接收到的所有脉冲信号中筛选出从所述涡轮旋转第二圈开始接收到的脉冲信号，并根据从所述涡轮旋转第二圈开始接收到的脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮的旋转方向和所述涡轮的旋转圈数。
[0024]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述处理器根据接收到的所有脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮的旋转方向和所述涡轮的旋转圈数，包括：
[0025]所述处理器从接收到的所有脉冲信号中筛选出所述涡轮旋转6s内接收到的脉冲信号，并根据所述涡轮旋转6s内接收到的脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮的旋转方向和所述涡轮的旋转圈数。
[0026]与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下有益效果：
[0027]现有技术旋转1圈只计数2次，测量精度为1/2圈流量，而本专利技术的测量精度最小可为1/8圈流量，精度更高；同时，现有技术在失效一对发光器
‑
收光器时不能进行检测工作，在一些特殊应用场景中会造成很大困扰，例如慢阻肺患者的医疗监护需要监测患者的呼吸情况，本专利技术在这样的场景中仍能继续工作，提高了涡轮式流量计的可靠性。可见，本专利技术实施例能够提高涡轮式流量计测量流量的精度和可靠性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术实施例公开的一种涡轮式流量计的结构示意图；
[0030]图2是本专利技术实施例公开的一种流量计算方法的流程图。
具体实施方式
[0031]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮式流量计，所述涡轮式流量计包括发光器、收光器、涡轮和处理器，所述涡轮包括涡轮轴和涡轮叶片；其特征在于，所述涡轮轴为透明材料；所述涡轮叶片中只有一个叶片的材料为不透明材料，其它叶片均为透明材料；所述发光器以及与该发光器对应的收光器的数量为2、3或4对，每对所述发光器及其对应的收光器相互对准地设于目标区域上且两者所形成的光路穿过所述涡轮轴，各对所述发光器及其对应的收光器在目标区域上均匀分布，其中，所述目标区域为所述涡轮式流量计的内壁区域，该内壁区域为圆环形状，所述涡轮轴的轴心线穿过所述圆环形状的圆心，且所述圆环形状位于所述涡轮轴的轴心线的径向方向上；每个所述发光器对应的收光器均与所述处理器电连接；每当该发光器对应的光路被遮挡时，该收光器发送一次脉冲信号至所述处理器。2.根据权利要求1所述的涡轮式流量计，其特征在于，所述涡轮式流量计还包括遮光板，所述遮光板设置于所述发光器邻近其它所述发光器或所述收光器的两侧，用于遮挡所述发光器射向两侧的光。3.根据权利要求1所述的涡轮式流量计，其特征在于，所述目标区域的圆环半径小于1.5倍涡轮旋转半径，所述涡轮旋转半径为所述涡轮旋转时所述涡轮轴的垂直面上的旋转区域的最大半径。4.根据权利要求1所述的涡轮式流量计，其特征在于，每个所述发光器与所述处理器电连接。5.根据权利要求1所述的涡轮式流量计，其特征在于，所述收光器发送脉冲信号的方式为TTL方式。6.一种流量计算方法，所述流量计算方法基于权利要求1
‑
5任一项所述的涡轮式流量计，其特征在于，所述方法包括：每当接收到所述脉冲信号时，所述处理器记录该脉冲信号的接收时间以及该脉冲信号对应的收光器，作为该脉冲信号的记录信息；所述处理器根据接收到的所有脉冲信号的所述记录信息确定所述涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴旺，邬梦，欧阳海庆，胡中骥，
申请(专利权)人：佳禾智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：